蜂窩梁孔口應(yīng)力集中問題的研究.pdf

1、蜂窩梁是將H型鋼切割錯位焊接形成的一種連續(xù)開孔的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件。將蜂窩梁應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)建筑中能夠減少建筑物的自重，節(jié)省鋼材，同時管線從孔洞中穿過，能夠有效降低結(jié)構(gòu)的層高，具有較好的綜合效益。
　　蜂窩梁由于連續(xù)孔洞的存在其受力性能將有別于傳統(tǒng)的實腹式鋼梁。根據(jù)彈性力學(xué)的基本知識，孔洞的存在必將導(dǎo)致孔口處的應(yīng)力集中，這對蜂窩梁的性能有很大的影響。目前國內(nèi)外的研究多集中在構(gòu)件層面，主要關(guān)注構(gòu)件的承載力和變形性能，未能通過對鋼梁開孔后的孔口處

2、力學(xué)性能進(jìn)行分析，特別是腹板開孔所引起的應(yīng)力集中問題還少有研究，應(yīng)力集中對腹板的受力性能的影響尚不明確。
　　本文基于現(xiàn)有的蜂窩梁試驗數(shù)據(jù)，通過理論分析與Ansys有限元試驗相結(jié)合，對三種常用開孔形式，六邊形，圓形，四邊形的孔口應(yīng)力集中問題進(jìn)行了分析，研究了不同開孔大小情況下理論計算公式的適用性，以及連續(xù)開孔對孔口應(yīng)力集中地影響。具體研究以下幾個方面內(nèi)容:
　　利用彈性力學(xué)的基本理論，運用復(fù)變函數(shù)的方法，引入保角變換，以無限

3、大開孔板為例，借助Mathematica強大的符號計算能力，對常用的三種常用孔型在不同應(yīng)力邊界條件下的孔口處應(yīng)力分布特征進(jìn)行了分析，給出了孔口應(yīng)力集中系數(shù)的理論計算公式，并將計算的結(jié)果圖譜化便于工程應(yīng)用。
　　基于已有的蜂窩梁試驗數(shù)據(jù)，分析了孔口邊界附近點的應(yīng)力狀態(tài)，對比了試驗蜂窩梁的孔口附近點的實測結(jié)果，基本滿足理論計算結(jié)果的趨勢。根據(jù)試驗?zāi)Ｐ停⒘藢?yīng)的Ansys有限元分析模型，并與試驗進(jìn)行對比，驗證了所建立的有限元模型的正